Воздействие малых доз радиации на человека

Кратко  перечислю основные установленные  факты воздействия радиации на взрослый организм млекопитающих, включая человека. До 50-х годов основным фактором непосредственного воздействия радиации считалось прямое радиационное поражение некоторых особо радиочувствительных органов и тканей - кожи, костного мозга и центральной нервной системы, желудочно-кишечного тракта (так называемая лучевая болезнь). Вскоре выяснилось, что огромную роль в лучевом поражении играет не только общее внешнее облучение организма, но и внутреннее облучение, связанное с концентрированном в отдельных органах и тканях так называемых инкорпорированных радионуклидов, поступивших в организм с пищей, водой, атмосферным воздухом и через кожу и задержавшихся в каких-то органах или тканях.

Для оценки влияния этих радионуклидов пришлось ввести специальные понятия "поглощенной" и (для разных видов излучения) "эквивалентной" доз, измеряемых особыми условными единицами: грей (Гр) и зиверт (Зв).

В 60-70-х  гг. большое внимание стали уделять  не только прямым (острым), но и опосредованным и отдаленным эффектам облучения. Среди них:

· воздействие на наследственность;

· возникновение  лейкозов и злокачественных опухолей;

· иммунодепрессия и иммунодефицит;

· повышение  чувствительности организма к возбудителям инфекционных заболеваний;

· нарушение  обмена веществ и эндокринного равновесия;

· возникновение  катаракты;

· временная или постоянная стерильность;

· сокращение средней ожидаемой продолжительности жизни;

· задержка психического развития.

Среди других известных проявлений действия радиации на организм человека: появление  рака в более молодом возрасте (акселерация или омоложение рака), физиологические расстройства (нарушение работы щитовидной железы и др.), сердечно-сосудистые заболевания, аллергии, хронические заболевания дыхательных путей.

С течением времени список радиационно-стимулированных  заболеваний не сокращается, а только растет. При этом оказывается, что весьма малые дозы способны вызвать негативные последствия для здоровья (см. ниже).

Выяснилось  также, что действие радиации на здоровье может зависеть от продолжительности  воздействия: одна и та же доза радиации, получаемая за короткий промежуток времени, вызывает меньшие поражения, чем доза, полученная за длительный период. (5)

Недостаточность современных знаний о влиянии малых  доз радиации.

Насколько мы еще далеки от познания многих существенных особенностей действия радиации, свидетельствует, например, тот факт, что лишь сравнительно недавно стало ясно, что доза радиации, поглощенная организмом в течение длительного периода времени, может привести к существенно более сильному поражению, чем такая же доза, полученная сразу или за более короткий период (так называемый эффект Петко). В то же время в отношении ряда раковых заболеваний установлено, что отмеченная выше закономерность не всегда действует: фракционное, растянутое во времени, облучение иногда дает меньший канцерогенный эффект, чем разовое. Это связано, по-видимому, с репарационными (восстановительными) свойствами живого организма, в котором при размножении клеток всегда существует некий механизм исправления (репарации) возможных генетических ошибок, могущих нарушить последующее развитие организма. Восстановительные процессы имеют предел, но какие то мелкие повреждения они могут "залечивать".

В то же время известно, что при уменьшении дозы облучения риск заболеть раком  не просто уменьшается в той же пропорции - просто латентный период перед проявлением заболевания становится большим.

Несомненно, в области выяснения влияния  малых доз нас ждут новые открытия. Одно из направлений таких открытий становится ясным сейчас: эффекты  взаимодействия радиации с другими  факторами риска, порознь не так опасными. Оказалось, например, что малые количества пестицидов могут усиливать действие радиации. То же самое происходит при действии радиации в присутствии небольших количеств ртути. Недостаток селена в организме усиливает тяжесть радиационного поражения. Известно, что у курильщиков, подвергающихся облучению в 15 мЗв/год, риск заболеть раком легких возрастает более чем в 16 раз по сравнению с некурящими. Известно также, что на фоне небольшого по величине хронического облучения разовое кратковременное дополнительное облучение дает эффект, много более значимый, чем при простом суммировании этих доз.

Другое  быстро развивающееся направление  изучения влияния малых доз облучения - работы школы профессора Е.Б.Бурлаковой, убедительно доказавшие на многих объектах резкое нарушение монотонной зависимости "доза - эффект": в зоне сверхмалых доз облучения происходит до конца непонятное по механизмам, но устойчиво повторяющееся резкое возрастание чувствительности организмов облучению. Оказывается, при облучении до 0.1 Зв (10 бэр) число смертельных лейкозов оказывается столь же значительным, как при облучении многократно большем.

Оказалось также, что повреждения хромосом и злокачественная трансформация  клеток при малых дозах примерно на порядок выше, чем можно было бы ожидать при экстраполяции влияния от высоких доз. Возможно, эффект такого взаимодействия радиации с другими факторами риска основан на сенсибилизации (повышении чувствительности) организма, испытавшего воздействие малых доз облучения к химическим мутагенам и канцерогенам.

Среди других поставленных современной наукой вопросов о негативном воздействии  малых доз радиации на живой организм, которые, по всей вероятности, расширят в ближайшем будущем наши представления  об опасности облучения человеческого организма, надо, по крайней мере, перечислить следующие:

· влияние  так называемых малых мутаций, не учитываемых пока в должной мере при исследовании генетических эффектов радиации (таких мутаций может  быть многократно больше, чем изучаемых в экспериментах на животных и учитываемых при ярко выраженных наследственных заболеваниях человека);

· влияние  повышенной радиочувствительности  некоторых этапов развития половых  клеток и некоторых ранних этапов эмбрионального развития человека;

· влияние облучения в малых дозах на возникновение наследуемых раковых заболеваний;

· отдаленные последствия локального и внутреннего (например, в виде "горячих частиц", попавших внутрь организма) облучения.

При обсуждении проблемы влияния малых доз радиации необходимо иметь в виду так называемое правило пропорционального риска, которое в нашем случае можно сформулировать так: облучение большого числа людей малыми дозами эквивалентно (с точки зрения влияния радиации на всю популяцию) облучению небольшого числа людей большими дозами. Генетический риск для 100 человек, получивших дозу 0.01 Зв, эквивалентен, с точки зрения поражения популяции, риску для 10 человек, получивших дозу 0.1 Зв, и риску для одного человека, получившего дозу 1.0 Зв. На самом деле зависимость, конечно сложнее, поскольку эквивалентность результатов облучения многих малыми дозами и немногих - большими, подразумевает линейную зависимость доза - эффект, которая (линейность) нарушается, как говорилось выше, в области сверхмалых доз.

Итак, хотя о влиянии малых доз радиации на живой организм написано множество научных статей и монографий, здесь неизвестного больше, чем известного. Это особенно наглядно видно при рассмотрении проблемы нормирования действия радиации. (5)

Проблемы, связанные с нормированием  воздействия радиации.

Выдающийся  шведский радиобиолог Р.М.Зиверт еще  в 1950 г. пришел к заключению, что для  действия радиации на живые организмы  нет порогового уровня. Пороговый  уровень - это такой, ниже которого не обнаруживается поражения у каждого облученного организма (так называемый детерминированный (определенный) эффект). При облучении в меньших дозах эффект будет стохастическим (случайным), т. е. определенные изменения среди группы облученных обязательно возникнут, но у кого именно - заранее неизвестно.

Отсутствие  порогового уровня при действии радиации не исключает существования приемлемого  по опасности для общества уровня облучения. Общество приемлет развитие автомобильного транспорта, хотя под  колесами машин гибнут десятки тысяч человек ежегодно, и многократно большее число страдает от загрязнения воздуха автомобильными выбросами. Это означает, что выгоды и удобства от пользования автомобилем превосходят в общественном сознании связанные с автомобилем опасности и неприятности.

Хорошо  известны опасности, связанные с  облучением большими дозами. Это и  преждевременная смерть людей, и  лучевая болезнь, и другие тяжелые  заболевания, а также поражения  наследственности, уже коснувшиеся многих миллионов людей.

Негативное влияние малых доз, если справедливы опасения многих исследователей, не согласных с успокоительными утверждениями ученых (как правило, связанных с атомной индустрией), грозят не миллионам, а десяткам (и сотням) миллионов людей, ставит под угрозу само существование человечества. Перевешивает ли эта угроза и уже проявляющееся воздействие малых доз радиации положительные эффекты, получаемые обществом от развития атомной индустрии? Ответ на этот вопрос дает нормирование радиационного воздействия. Нормы радиационной безопасности - это те границы, которые общество ставит перед атомной индустрией, исходя из имеющихся знаний...

Для населения  пределы приемлемо опасной дозы (напомню, что абсолютно безопасной дозы нет) были впервые установлены  лишь в 1952 г. Они составляли тогда 15 мЗв/год. Уже в 1959 г. пришлось уменьшить эту дозу до 5 мЗв/год, а в 1990 г. - до 1 мЗв/год. Сейчас все больше специалистов настаивают на дальнейшем уменьшении этой дозы - до 0.25 мЗв/год. В некоторых штатах США уже установлена максимальная допустимая годовая доза искусственного облучения для населения 0.1 мЗв/год. (5)

Есть  ли приемлемый уровень  облучение? По мнению Яблоникова А.В. принципиально правильный путь поиска пределов приемлемого уровня облучения предложен был еще в 1955 г. сотрудником Российского научного центра "Курчатовский институт" Ю.В.Сивинцевым. Он проанализировал историческую тенденцию к многократному сокращению предельно допустимых доз облучения и заключил: "Из изложенного вытекает порочность подхода к вопросу об установлении предельно допустимых уровней излучения, исходя из анализа повреждающего действия излучений...".

Ю.В.Сивинцев и независимо от него ряд американских ученых предложили взять за точку  отсчета фоновое, естественное облучение, к которому эволюционно приспособлено все живое на Земле, и считать приемлемым уровнем его удвоенную величину. Соглашаясь с точкой отсчета (фоновый уровень облучения), Яблоников А.В не мог согласиться с формальным удваивающим коэффициентом. Почему два, а не полтора, три или четыре?

На основании множества примеров в общей экологии было установлено так называемое правило 11%: любая сложная система в среднем статистически выносит без нарушения функций изменения не более 11% ее составляющих. Поэтому логичнее считать безопасным превышение фонового уровня не более чем на 11%. Таким образом, если учесть, что фоновое естественное облучение от всех источников (космические лучи, радон и др.) для 95% человечества составляет 0.3-0.6 мЗв/год, приемлемо опасной должна быть дополнительная доза облучения не более чем 0.03 - 0, Об мЗв/год.

К поиску приемлемого уровня облучения можно  подойти и с другой стороны. Из общей теории риска следует, что  в современном цивилизованном обществе считается приемлемым риск дополнительного  заболевания или смерти 1 человека на 1 млн. Это риск для каждого из нас ежегодно быть убитым молнией, и принимаемые меры предосторожности здесь минимальны (громоотводы на высоких зданиях).

Принятый  сейчас допустимый предел дозы искусственного облучения 1 мЗв/год по правилу пропорционального риска (см. выше) соответствует генетическому поражению до 35 человек на каждый миллион новорожденных (т. е. оказывается в 5-35 раз выше), или (при учете хронического облучения в чреде многих поколений) дает 450-3400 случаев наследственных аномалий на 1 млн новорожденных. Исходя из этого, допустимая и приемлемая безопасная индивидуальная доза должна быть в десятки раз меньше, чем 1 мЗв/год, т. е., могла бы составлять меньше 0.01 мЗв/год.

Сейчас  эти величины дозы (0.01 - 0.06 мЗв/год) выглядят несколько фантастично, но, судя по темпу ужесточения радиационных норм в XX в., уже через 20-25 лет они могут быть приняты.

Однако  найдется немало несогласных с приведенными выше расчетами, основной аргумент которых: масштабы возможного поражения малыми дозами радиации во много раз ниже, чем вероятность гибели людей под колесами автомобиля или смерти курильщика от рака легких. С точки зрения простой арифметики они правы. Но по существу они не правы по крайней мере по трем причинам.

Во-первых, известный на сегодня риск поражения малыми дозами радиации составляет лишь долю реально существующего спектра поражения: мы просто еще не знаем всех последствий действия радиации на живой организм.